高中物理线上线下混合式教学设计

何富国 丁高明

线上线下混合式教学作为一种将传统面对面教学与在线教学相结合的新型教学模式，逐渐受到广泛关注。高中物理作为一门实践性、理论性较强的学科，将线上线下混合式教学应用其中，有望提高学生的学习兴趣、培养创新能力，并提高教学效果。“电磁感应现象”作为高中物理中的重要知识点，具有抽象、复杂的特点。如何运用线上线下混合式教学设计，降低学生学习“电磁感应现象”的难度，提高学习效果，是本文旨在探究的问题。因此，本文以“电磁感应现象”内容为例，深入分析高中物理线上线下混合式教学的活动设计。

一、教材和学情分析

“电磁感应现象及应用”是高中物理教材中的重要内容，它不仅是电磁学核心概念的体现，还在整个高中物理学习中占据着关键地位。这一章节通过揭示磁场与电场之间的内在联系，引导学生通过实验探究“磁生电”的规律，为后续学习法拉第电磁感应定律、楞次定律以及交流电等内容奠定了基础。

根据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，学生需要通过实验来了解电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件，并理解电磁感应现象在现代社会中的应用和影响。

在学习“电磁感应现象”之前，学生已经初步掌握了磁感应强度和磁通量的概念，对磁通量的存在与否以及变化情况有了初步的了解。此外，学生在初中阶段已经学习了切割磁感线能够产生感应电流的现象。然而，对于产生感应电流的一般条件，学生可能认识不充分，需要通过学习进一步加深理解。在探究“电磁感应现象”的实验中，学生较难发现实验现象背后的本质原因，因此在归纳实验共同特征时，课堂讨论容易出现发散的情况。这就要求教师在教学过程中，以学生的已有知识为出发点，适时地进行引导，帮助学生抓住实验现象的本质，从而使学生能够更好地理解和掌握产生感应电流的条件。

二、教学目标

1.通过线上线下混合式教学，使学生掌握电磁感应现象的基本概念、原理和规律，能够运用所学知识解决实际问题。并且提高学生对电磁感应现象的理解和认识，使其在高中物理学习中打下坚实的基础。

2.通过线上线下相结合的教学模式，培养学生独立思考、合作探讨、实践操作的能力。引导学生运用科学的方法和思维方式探究电磁感应现象，提高学生的物理学科核心素养和创新能力。

3.培养学生对物理学科的兴趣，使学生认识到物理知识在生活中的重要作用，提高学生运用物理知识服务社会的意识。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.引导学生通过实验进行自主探究，并在教师的引导下，归纳出产生感应电流的一般条件。

2.让学生通过实验和理论分析，理解并掌握电磁感应现象的基本规律。

3.通过对电磁感应现象的学习，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

（二）教学难点

1.引导学生通过观察和分析，将初中所学的产生感应电流的条件提升为磁通量的变化。

2.帮助学生克服理解电磁感应现象的障碍，如理解磁通量的概念、磁通量变化与感应电流之间的关系等。

3.引导学生将理论知识与实验现象相结合，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。

四、高中物理线上线下混合式教学设计

（一）教学准备

线下教学准备：

1.教材：人教版高中物理。

2.教学用具：黑板、粉笔、多媒体设备。

3.实验器材：蹄形磁铁、线圈、灵敏电流计、导线、滑动变阻器等。

线上教学准备：

1.在线教学平台：学校官网、智慧课堂等。

2.教学资源：PPT、视频、动画、图文资料等。

3.互动工具：在线讨论区、问卷调查、实时问答等。

4.作业与评估：在线作业提交与批改、在线测试、学习进度跟踪等。

教学资源整合：

1.线下资源整合：结合教材、教辅资料和实验器材，设计具体的教学活动和环节。

2.线上资源整合：将教学PPT、视频、动画等资源上传至在线教学平台，并设置相应的互动环节，以便学生在线学习和交流。

（二）情境导入

【情境一】奥斯特实验

教师首先通过多媒体展示奥斯特实验的图片或视频，引导学生观察实验现象。在观察过程中，教师提出问题：“为什么小磁针会发生偏转？”学生会提出各种假设，如磁力作用、电流产生磁场等。此时，教师尽量不对学生的回答做出直接评价，而是鼓励学生继续思考，引导学生在后续的学习中逐步揭晓问题答案。通过这样的情境导入，学生的好奇心被激发，为其深入学习“电磁感应现象”打下基础。

【情境二】历史背景介绍

在奥斯特实验的基础上，教师接下来简要介绍法拉第发现电磁感应现象的过程，包括法拉第的实验设计、思考过程以及如何最终发现电磁感应规律。通过介绍科学家的探索精神，激发学生对物理学科的热爱，并培养学生勇于探索、坚持不懈的品质。

【情境三】现实生活中的电磁感应现象

为了使学生更直观地理解电磁感应现象，并认识到其在生产生活中的重要性，教师展示部分现实生活中常见的电磁感应现象，如发电机、变压器的工作原理和应用。教师可以提供实际工作中的视频片段或动画模拟，让学生将理论知识与实际应用相结合，从而增强物理学习的实践意义。此外，教师还可以提出问题：“发电机是如何将机械能转换为电能的？变压器是如何实现电压的升降的”引导学生进行思考和讨论，使学生在具体的情境中深化对电磁感应现象的理解。

（三）开展实验

【实验一】导体切割磁感线运动

实验过程：将导体棒放置在磁场中，确保导体棒与磁场垂直。将导体棒的一端固定，另一端与检流器相连，以便观察电流的产生。手拿导体棒，使其沿磁场方向做切割磁感线运动。观察实验现象，结合动画演示观察导体右侧“×”的数量。

教师：你们观察到了什么现象？

学生：当导体棒在磁场中做切割磁感线的运动时，连接在导体棒另一端的检流器的指针发生了偏转。

【实验二】磁场相对螺线管运动

实验过程：（1）教师利用多媒体播放插入和拔出螺线管的过程；（2）引导学生观察通过螺线管的磁通量变化。

教师：你们观察到了什么现象？

学生：随着螺线管的插入或拔出，穿过螺线管的磁通量会发生变化。当螺线管更深入磁场时，磁通量增加；当螺线管被拔出时，磁通量减少。

【实验三】模拟法拉第电磁感应实验

实验过程：（1）将线圈A与变阻器以及开关相连，接入电源；（2）将线圈B的两端与电流表相接，线圈A置于线圈B内部。（3）观察在不同的条件下线圈B中是否产生电流。模拟法拉第电磁感应的实验装置，如图1所示。

教师引导学生根据实验现象，填写表1。

教师：在迅速移动滑动变阻器的滑片时，回路中什么物理量发生了变化？

学生：回路中的电阻发生了变化。

教师：此物理量变化会导致线圈A发生何种变化，进而导致线圈B所在的回路产生感应电流？

学生：导致线圈A中的电流发生变化（或电流迅速变化），进而导致线圈B所在的回路产生感应电流。

【小结】

在这三个实验中，通过实际操作和观察，学生能够看到磁通量的变化（无论是由于导体的运动、磁场的变化还是两者的结合）总是伴随着感应电流的产生。此类实验共同证明了法拉第电磁感应定律的正确性，即磁通量的变化是感应电流产生的必要条件。

（四）小结巩固

【课堂练习】

教师针对电磁感应现象的相关概念，设计填空题，如：

1.电磁感应现象是由引起的。

2.法拉第在1831年发现了。

3.闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生。

教师设计讨论题，引导学生结合线上学习内容，与同学在线上进行讨论，如：

1.请解释电磁感应现象的原理。

2.电磁感应现象在现实生活中的应用有哪些？

【课后作业】

理论知识巩固：

（1）让学生结合线上学习内容，完成电磁感应现象的相关练习题，巩固所学知识。

（2）鼓励学生根据课堂学习和自身理解，撰写一篇关于电磁感应现象的科普文章，要求文从字顺、内容准确，并在线上平台提交。

深入研究：鼓励学生利用线上平台，观看电磁感应现象的拓展视频，并撰写一篇研究报告，在线上平台提交。

【课后评价】

线上平台评价：通过线上平台，对学生的学习进度、课堂讨论参与度进行了实时监控和评价。

课堂表现评价：教师在课堂上对学生的回答、讨论等进行评价，关注学生的理解程度和应用能力。

作业评价：对学生的课后作业进行批改，了解学生对电磁感应现象的理解和应用情况。

综合评价：结合学生的线上学习、课堂表现、作业完成情况进行综合评价，为学生提供反馈。

通过线上线下混合式教学设计，学生在课堂练习、课后作业和课后评价环节，可以全面、深入地掌握“电磁感应现象”的相关知识。教师可以根据学生的学习情况，及时调整教学策略，提高教学效果。

五、总结

线上线下混合式教学是一种值得推广的教学模式，其有助于优化教学资源，提高教学质量，培养学生的创新能力和独立思考能力。然而，要想充分发挥线上线下混合式教学的优势，教师还需要在教学设计、教学实施、教学评价等方面进行深入研究和实践。希望通过本次对“电磁感应现象”教学设计的探究，为高中物理教学提供有益的借鉴和启示，促进我国高中物理教学的改革与发展。

（作者单位：1.甘肃省天水市第二中学；2.甘肃省天水市第九中学）

编辑：赵文静

注：本文系甘肃省天水市教育科研“十四五”2022年度规划课题“线上与线下教育整合难点与突破路径研究”（课题立项号：TS［2022］GH78）的研究成果。